叠层CSP芯片封装热应力分析与优化

对四层叠层CSP（SCSP）芯片封装器件,采用正交试验设计与有限元分析相结合的方法研究了芯片和粘结剂——8个封装组件的厚度变化在热循环测试中对芯片上最大热应力的影响．利用极差分析找出主要影响因子并对封装结构进行优化。根据有限元模拟所得结果．确定了一组优选封装结构,其Von Mises应力值明显比其它组低,提高封装器件的可靠性。     

超薄叠层芯片尺寸封装(UT-SCSP)

本文介绍了最新的超薄叠层芯片尺寸封装(UT-SCSP),它是CSP封装与叠层封装相结合的产物。 它特别适用于高密度内存产品。     

CSP键合金丝热应力分析

对CSP键合金丝的热可靠性进行了研究.运用数值分析方法,采用有限元软件ANSYS 8.0,分析了在热循环载荷条件下键合金丝的热应力,以及键合金丝可能出现的失效模式.     

用于先进PCB制造工艺的叠层封装

在20世纪90年代,球栅阵列封装(BGA)和芯片尺寸封装(CSP)在封装材料和加工工艺方面达到了极限。这2种技术如同20世纪80年代的表面安装器件(SMD)和70年代通孔安装器件(THD)一样,在电学、机械、热性能、尺寸、质量和可靠性方面达到最大值。目前,三维封装正在成为用于未来采用的先进印制板(PCB)制造工艺的下一个阶段。它们可以分为圆片级封装、芯片级封装、和封装面。叠层封装(PoP)是一种封装面叠层封装类型的三维封装技术[15]。     

CSP芯片热应力分析

对CSP芯片热可靠性进行了研究。运用数值分析方法,采用有限元软件ANSYS8.0,模拟分析在循环热载荷条件下芯片的热应力,以及芯片可能的失效形式。     

多芯片叠层封装中的芯片应力分析及结构优化

针对典型的四层芯片叠层封装产品,采用正交试验设计与有限元分析相结合的方法研究了芯片、粘合剂、顶层芯片钝化层和密封剂等十个封装组件的厚度变化对芯片上最大热应力的影响,并利用找到的主要影响因子对封装结构进行优化.结果表明,该封装产品可以在更低的封装高度下实现,并具有更低的芯片热应力水平及更小的封装体翘曲,这有助于提高多芯片叠层封装产品的可靠性.     

PBGA封装的热应力与湿热应力分析比较

塑封球栅平面阵列封装作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用。本文采用有限元软件分析和计算了在潮湿环境下塑封球栅平面阵列封装的潮湿扩散分布，进而分别模拟计算了它的热应力与湿热应力，并且加以分析比较。     

功率载荷下叠层芯片封装的热应力分析和优化

应用有限元分析软件ANSYS,模拟功率载荷下叠层芯片封装中芯片温度和应力分布情况,得出芯片的温度、应力与材料厚度、热膨胀系数之间的关系,根据分析,对模型进行了优化.优化后的模型最高温度下降了3.613 K,最大应力下降了33.4%,最大剪应力下降了45.9%.     

响应曲面法在叠层封装结构优化中的应用

本文对八层叠层CSP封装器件进行热应力分析。结果表明,热应力集中出现在上层芯片（die8）、die7的悬置端和底层芯片（die1）与粘结剂的边角处。进一步,采用响应曲面法（RSM）与有限元分析相结合的方法研究die8、die7、die1和粘结剂厚度对器件热应力的影响。应用响应曲面法优化芯片和粘结剂的厚度以得到最小VonMises应力,其结果为106．87Mpa。与初始设计时的应力值143．9Mpa相比减小了25．7％。应力减小有助于提高封装产品的可靠性。     

潮湿扩散及湿热应力对叠层封装件可靠性影响

利用MARC软件,通过模拟实验分析了潮湿扩散及湿热应力对叠层封装器件可靠性的影响,对30℃,RH 60%,192 h条件下预置吸潮到后面的无铅回流焊解吸潮过程进行了有限元仿真;对85℃,RH 85%,168 h条件下元件内不同界面的潮湿扩散进行分析,得出潮湿扩散对界面的影响规律。使用一种湿热耦合方法计算湿热合成应力并与单纯热应力进行了对比。结果表明:最大湿热应力和热应力一样总是出现在顶部芯片与隔离片相交的区域,其数值是单纯热应力数值的1.3~1.5倍。     

芯片叠层封装的失效分析和热应力模拟

通过高温高湿加速实验对双芯片叠层封装器件的失效进行了研究,观察到存在塑封料与上层芯片、BT基板与塑封料或贴片胶的界面分层和下层芯片裂纹等失效模式．结合有限元分析对器件内热应力分布进行了计算模拟,分析了芯片裂纹的失效机理,并从材料性能和器件结构角度讨论了改善叠层封装器件可靠性的方法．     

多芯片组件的三维温场有限元模拟与分析

针对双列直插封装的大功率MCM，建立了简化的热学模型；利用有限元数值方法，在ANSYS软件平台下，对其三维温场进行了稳态模拟和分析。模拟结果与测量值的误差为4．5％，表明设定的模型与实际情况符合较好。模拟结果表明，对于金属DIP封装的MCM，内热通路主要沿芯片背面向外壳底表面传递。     

有限元分析在CCD制冷封装设计中的应用

采用有限元分析方法对制冷封装CCD工作在低温时光窗外表面温度过低产生露珠的现象进行了研究,分析了光窗与芯片表面(冷端)不同距离时光窗的最低温度以及内部填充不同气体时光窗的最低温度.通过有限元分析得到了光窗不产生露珠时的最优封装设计结构.     

Comprehensive Warpage Analysis of Stacked Die MEMS Package in Accelerometer Application

<正>Packaging of MEMS ( micro-electro-mechanical system ) devices poses more challenges than conventional IC packaging, since the performance of the MEMS devices is highly dependent on packaging processes. A Land Grid Array ( LGA ) package is introduced for MEMS technology based linear multi-axis accelerometers. Finite element modeling is conducted to simulate the warpage behavior of the LGA packages. A method to correlate the package warpage to matrix block warpage has been developed. Warpage for both package and sensor substrate are obtained. Warpage predicted by simulation correlates very well with experimental measurements. Based on this validated method, detailed design analysis with different package geometrical variations are carried out to optimize the package design. With the optimized package structure, the packaging effect on accelerometer signal performance is well controlled.     

CSP封装Sn-3.5Ag焊点的热疲劳寿命预测

对芯片尺寸封装(CSP)中Sn-3.5Ag无铅焊点在热循环加速载荷下的热疲劳寿命进行了预测.首先利用ANSYS软件建立CSP封装的三维有限元对称模型,运用Anand本构模型描述Sn-3.5Ag无铅焊点的粘塑性材料特性;通过有限元模拟的方法分析了封装结构在热循环载荷下的变形及焊点的应力应变行为,并结合Darveaux疲劳寿命模型预测了无铅焊点的热疲劳寿命.     

气密性陶瓷封装内热应力的ANSYS分析

采用有限元方法,运用ANSYS软件,分析计算了气密性陶瓷封装管壳内温度及热应力分布,比较了4种粘接剂对芯片温度及热应力分布的影响。热分析表明,芯片中心处温度最高,边角处最低;不同粘接剂都因为厚度较薄,对芯片温度的分布无较大影响。热应力分析表明,由于热分布不均匀,使芯片与粘接剂的接触处有较大的热应力,主要集中在粘接剂与芯片的下底面,此处也是最容易导致芯片脱落失效的部分。对比4种粘接剂的结果发现:采用H35作粘接剂时,应力峰值为17.0MPa,但芯片与粘接剂和底座之间的热应力较大;采用PbSnAg焊料作粘接剂时,应力峰值为41.9MPa,但芯片与粘接剂和底座之间的热应力较小。     

倒装芯片焊点可靠性的有限元模拟法探讨

随着集成电路封装技术的发展,倒装芯片技术得到广泛应用.由于材料的热膨胀失配,使倒装焊点成为芯片封装中失效率最高的部位,而利用快捷又极具参考价值的有限元模拟法是研究焊点可靠性的重要手段之一.简单介绍了集成电路芯片焊点可靠性分析的有限元模拟法,重点概括了利用该方法对芯片焊点进行可靠性评价常见的材料性质和疲劳寿命预测模型.     

板上芯片固化后残余应力分布的有限元模拟

用有限元模拟研究了板上芯片固化后残余应力的分布.在FR4及陶瓷分别作基板的两种情况下,残余应力分布最显著的差异是等效应力分布不同.讨论了基板厚度及粘合胶厚度对残余应力的影响,表明采用陶瓷基板时增加粘合胶的厚度以降低残余应力来作为低应力封装的一种手段是可行的.硅压阻传感芯片测量结果与计算机模拟结果的比较表明,计算机模拟值与实验测量值比较接近,测量值的正负区间与模拟值的正负区间吻合